2-光学材料(最新修正版)-精心整理课件.ppt

1、光学材料光学材料Optical Materialsvvv光是光是光是光是光是光是电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波，其颜色由它们的波长，其颜色由它们的波长，其颜色由它们的波长，其颜色由它们的波长，其颜色由它们的波长，其颜色由它们的波长 （单位：（单位：（单位：（单位：（单位：（单位：cmcmcm或或或或或或nmnmnm）决定）决定）决定）决定）决定）决定C C C=vvv光速光速光速光速光速光速C C C等于波长等于波长等于波长等于波长等于波长等于波长 和频率和频率和频率和频率和频率和频率 （单位：（单位：（单位：（单位：（单位：（单位：s s s111）的乘积：）的乘积：）的乘积：）的乘积

2、：）的乘积：）的乘积：可见光的波长大约在可见光的波长大约在可见光的波长大约在可见光的波长大约在可见光的波长大约在可见光的波长大约在400 700 nm400 700 nm400 700 nm之间。之间。之间。之间。之间。之间。vvv光学材料光学材料光学材料光学材料光学材料光学材料是用来制作是用来制作是用来制作是用来制作是用来制作是用来制作光学零件光学零件光学零件光学零件光学零件光学零件的材料，如玻璃、的材料，如玻璃、的材料，如玻璃、的材料，如玻璃、的材料，如玻璃、的材料，如玻璃、光学晶体、光学塑料等，包括：光学晶体、光学塑料等，包括：光学晶体、光学塑料等，包括：光学晶体、光学塑料等，包括：光学

3、晶体、光学塑料等，包括：光学晶体、光学塑料等，包括：光纤材料光纤材料光纤材料光纤材料光纤材料光纤材料 发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料 红外材料红外材料红外材料红外材料红外材料红外材料 激光材料激光材料激光材料激光材料激光材料激光材料 光色材料光色材料光色材料光色材料光色材料光色材料一、一、一、一、一、一、发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料vvv发光是物质将某种方式吸收的能量转化为发光是物质将某种方式吸收的能量转化为发光是物质将某种方式吸收的能量转化为发光是物质将某种方式吸收的能量转化为发光是物质将某种方式吸收的能量转化为发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射

4、光辐射光辐射光辐射光辐射光辐射的过程的过程的过程的过程的过程的过程vvv光子光子光子光子光子光子是固体中的电子在受激高能态返回较低能态是固体中的电子在受激高能态返回较低能态是固体中的电子在受激高能态返回较低能态是固体中的电子在受激高能态返回较低能态是固体中的电子在受激高能态返回较低能态是固体中的电子在受激高能态返回较低能态时发射出来的时发射出来的时发射出来的时发射出来的时发射出来的时发射出来的vvv当发出光子的能量在当发出光子的能量在当发出光子的能量在当发出光子的能量在当发出光子的能量在当发出光子的能量在1.8 3.1 eV1.8 3.1 eV1.8 3.1 eV时，便是时，便是时，便是时，便

5、是时，便是时，便是可见光可见光可见光可见光可见光可见光1 1 1.概述概述概述概述概述概述)nm(24.1)keV(chhEvvv光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：光辐射有平衡辐射和非平衡辐射两大类：平衡辐射平衡辐射平衡辐射平衡辐射平衡辐射平衡辐射的性质只与辐射体的温度和发射本领有的性质只与辐射体的温度和发射本领有的性质只与辐射体的温度和发射本领有的性质只与辐射体的温度和发射本领有的性质只与辐射体的温度和发射本领有的性质只与辐射体的温度和发射本领有关

6、，又称为关，又称为关，又称为关，又称为关，又称为关，又称为热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射 非平衡辐射非平衡辐射非平衡辐射非平衡辐射非平衡辐射非平衡辐射是在是在是在是在是在是在外界激发外界激发外界激发外界激发外界激发外界激发下物体偏离了原来的热下物体偏离了原来的热下物体偏离了原来的热下物体偏离了原来的热下物体偏离了原来的热下物体偏离了原来的热平衡态，继而发出的辐射平衡态，继而发出的辐射平衡态，继而发出的辐射平衡态，继而发出的辐射平衡态，继而发出的辐射平衡态，继而发出的辐射平衡辐射和非平衡辐射平衡辐射和非平衡辐射平衡辐射和非平衡辐射平衡辐射和非平衡辐射平衡辐射和非平衡辐射平衡辐射和非平衡辐射

7、热辐射与温度的关系热辐射与温度的关系热辐射与温度的关系热辐射与温度的关系热辐射与温度的关系热辐射与温度的关系vvv发光材料的晶格要具有发光材料的晶格要具有发光材料的晶格要具有发光材料的晶格要具有发光材料的晶格要具有发光材料的晶格要具有结构缺陷结构缺陷结构缺陷结构缺陷结构缺陷结构缺陷或或或或或或杂质缺陷杂质缺陷杂质缺陷杂质缺陷杂质缺陷杂质缺陷，材，材，材，材，材，材料才具有发光性能料才具有发光性能料才具有发光性能料才具有发光性能料才具有发光性能料才具有发光性能 结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起结构缺陷是

8、晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起的发光称为的发光称为的发光称为的发光称为的发光称为的发光称为自激活发光自激活发光自激活发光自激活发光自激活发光自激活发光 如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫中形成杂质缺陷

9、，由其引起的发光叫中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫激活发光激活发光激活发光激活发光激活发光激活发光掺入的微量杂质一般充当掺入的微量杂质一般充当掺入的微量杂质一般充当掺入的微量杂质一般充当掺入的微量杂质一般充当掺入的微量杂质一般充当发光中心发光中心发光中心发光中心发光中心发光中心，称，称，称，称，称，称激活剂激活剂激活剂激活剂激活剂激活剂。实际应用的发光材料大多是实际应用的发光材料大多是实际应用的发光材料大多是实际应用的发光材料大多是实际应用的发光材料大多是实际应用的发光材料大多是激活型发光材料激活型发光材料激活型发光材料激活型发光材料激活型发光材料激活型发光材料

10、。发光材料（非平衡辐射）的晶格发光材料（非平衡辐射）的晶格发光材料（非平衡辐射）的晶格发光材料（非平衡辐射）的晶格发光材料（非平衡辐射）的晶格发光材料（非平衡辐射）的晶格vvv发光材料的化学成分表示形式：发光材料的化学成分表示形式：发光材料的化学成分表示形式：发光材料的化学成分表示形式：发光材料的化学成分表示形式：发光材料的化学成分表示形式：MR:AMR:AMR:A MRMRMR为发光材料的为发光材料的为发光材料的为发光材料的为发光材料的为发光材料的基质基质基质基质基质基质 A A A为为为为为为激活剂激活剂激活剂激活剂激活剂激活剂例如：例如：例如：例如：例如：例如：ZnS:CuZnS:CuZ

11、nS:Cu被激发和去激发可能的过程被激发和去激发可能的过程被激发和去激发可能的过程被激发和去激发可能的过程被激发和去激发可能的过程被激发和去激发可能的过程 价带与导带之间价带与导带之间价带与导带之间价带与导带之间价带与导带之间价带与导带之间 价带与缺陷能级之间价带与缺陷能级之间价带与缺陷能级之间价带与缺陷能级之间价带与缺陷能级之间价带与缺陷能级之间 缺陷能级与导带之间缺陷能级与导带之间缺陷能级与导带之间缺陷能级与导带之间缺陷能级与导带之间缺陷能级与导带之间 两个不同能量的缺陷能级之间两个不同能量的缺陷能级之间两个不同能量的缺陷能级之间两个不同能量的缺陷能级之间两个不同能量的缺陷能级之间两个不同

12、能量的缺陷能级之间vvv发光是去激发的一种方式，晶体中电子的发光是去激发的一种方式，晶体中电子的发光是去激发的一种方式，晶体中电子的发光是去激发的一种方式，晶体中电子的发光是去激发的一种方式，晶体中电子的发光是去激发的一种方式，晶体中电子的被激发被激发被激发被激发被激发被激发和和和和和和去激发去激发去激发去激发去激发去激发互为逆过程互为逆过程互为逆过程互为逆过程互为逆过程互为逆过程被激发和去激发可能在被激发和去激发可能在被激发和去激发可能在被激发和去激发可能在被激发和去激发可能在被激发和去激发可能在价带价带价带价带价带价带、导带导带导带导带导带导带和和和和和和缺陷能级缺陷能级缺陷能级缺陷能级缺

13、陷能级缺陷能级中任意两个之间进行：中任意两个之间进行：中任意两个之间进行：中任意两个之间进行：中任意两个之间进行：中任意两个之间进行：材料发光的基本性质材料发光的基本性质材料发光的基本性质材料发光的基本性质材料发光的基本性质材料发光的基本性质vvv发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱是指在一定的激发条件下发射光强按波是指在一定的激发条件下发射光强按波是指在一定的激发条件下发射光强按波是指在一定的激发条件下发射光强按波是指在一定的激发条件下发射光强按波是指在一定的激发条件下发射光强按波长的分布长的分布长的分布长的分布长的分布长的分布1 1 1）发射光谱（颜色）发射光谱（颜色）发射光谱

14、（颜色）发射光谱（颜色）发射光谱（颜色）发射光谱（颜色）宽带宽带宽带宽带宽带宽带：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度100nm100nm100nm，如，如，如，如，如，如CaWOCaWOCaWO4 4 4 窄带窄带窄带窄带窄带窄带：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度50nm50nm50nm，如，如，如，如，如，如SrSrSr2 2 2(PO(PO(PO4 4 4)Cl:Eu)Cl:Eu)Cl:Eu3+3+3+线谱线谱线谱线谱线谱线谱：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度：半宽度0.1nm0.1nm0.1nm，如，如，如，如，如，如GdVOGdVOGdVO4 4 4:E

15、u:Eu:Eu3+3+3+材料的发光光谱可分为下列材料的发光光谱可分为下列材料的发光光谱可分为下列材料的发光光谱可分为下列材料的发光光谱可分为下列材料的发光光谱可分为下列3 3 3种类型：种类型：种类型：种类型：种类型：种类型：Y Y Y2 2 2OO O2 2 2S:TbS:TbS:Tb3+3+3+的线状发射光谱的线状发射光谱的线状发射光谱的线状发射光谱的线状发射光谱的线状发射光谱这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选这种材料由于同时可发绿色和蓝色光，常被选这种材料由于同

16、时可发绿色和蓝色光，常被选作作作作作作黑白电视显像材料黑白电视显像材料黑白电视显像材料黑白电视显像材料黑白电视显像材料黑白电视显像材料。2 2 2）发光强度）发光强度）发光强度）发光强度）发光强度）发光强度vvv发光强度发光强度发光强度发光强度发光强度发光强度是随是随是随是随是随是随激发强度激发强度激发强度激发强度激发强度激发强度而变的，通常用而变的，通常用而变的，通常用而变的，通常用而变的，通常用而变的，通常用发光效率发光效率发光效率发光效率发光效率发光效率来表征材料的发光能力来表征材料的发光能力来表征材料的发光能力来表征材料的发光能力来表征材料的发光能力来表征材料的发光能力vvv发光效率也

17、同激发强度有关发光效率也同激发强度有关发光效率也同激发强度有关发光效率也同激发强度有关发光效率也同激发强度有关发光效率也同激发强度有关激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料激发强度较大，一般不发光或发光很弱的材料也可发出可觉察的光或较强的光。也可发出可觉察的光或较强的光。也可发出可觉察的光或较强的光。也可发出可觉察的光或较强的光。也可发出可觉察的光或较强的光。也可发出可觉察的光或较强的光。vvv发光效率有三种表示方法：发光效率有三种表

18、示方法：发光效率有三种表示方法：发光效率有三种表示方法：发光效率有三种表示方法：发光效率有三种表示方法：量子效率量子效率量子效率量子效率量子效率量子效率：发光的量子数与激发源输入的量子数：发光的量子数与激发源输入的量子数：发光的量子数与激发源输入的量子数：发光的量子数与激发源输入的量子数：发光的量子数与激发源输入的量子数：发光的量子数与激发源输入的量子数的比值的比值的比值的比值的比值的比值 能量效率能量效率能量效率能量效率能量效率能量效率：发光的能量与激发源输入能量的比值：发光的能量与激发源输入能量的比值：发光的能量与激发源输入能量的比值：发光的能量与激发源输入能量的比值：发光的能量与激发源输

19、入能量的比值：发光的能量与激发源输入能量的比值 光度效率光度效率光度效率光度效率光度效率光度效率：发光的光度与激发源输入能量的比值：发光的光度与激发源输入能量的比值：发光的光度与激发源输入能量的比值：发光的光度与激发源输入能量的比值：发光的光度与激发源输入能量的比值：发光的光度与激发源输入能量的比值vvv发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光体在激发停止之后持续发光时间的长短称为发光寿命发光寿命发光寿命发光寿命发光寿命发

20、光寿命（荧光寿命荧光寿命荧光寿命荧光寿命荧光寿命荧光寿命或或或或或或余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间）vvv一般约定，从激发停止时的发光强度一般约定，从激发停止时的发光强度一般约定，从激发停止时的发光强度一般约定，从激发停止时的发光强度一般约定，从激发停止时的发光强度一般约定，从激发停止时的发光强度I I I0 0 0衰减到衰减到衰减到衰减到衰减到衰减到I I I0 0 0/10/10/10的时间称为的时间称为的时间称为的时间称为的时间称为的时间称为余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间vvv发光最初分为发光最初分为发光最初分为发光最初分为发光最初分为发光最初分为荧光

21、荧光荧光荧光荧光荧光及及及及及及磷光磷光磷光磷光磷光磷光两种两种两种两种两种两种3 3 3）发光寿命）发光寿命）发光寿命）发光寿命）发光寿命）发光寿命当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才当时对发光持续时间很短的发光无法测量，才有这种划分法。有这种划分法。有这种划分法。有这种划分法。有这种划分法。有这种划分法。固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约

22、固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约固体吸收能量后，激发态的寿命极短，一般大约仅仅仅仅仅仅101010888s s s就会自动回到基态而放出光子就会自动回到基态而放出光子就会自动回到基态而放出光子就会自动回到基态而放出光子就会自动回到基态而放出光子就会自动回到基态而放出光子这种发光现象称为这种发光现象称为这种发光现象称为这种发光现象称为这种发光现象称为这种发光现象称为荧光荧光荧光荧光荧光荧光，撤去激发源后，荧光，撤去激发源后，荧光，撤去激发源后，荧光，撤去激发源后，荧光，撤去激发源后，荧光，撤去激发源后，荧光立即停止，立即停止，立即停止，立即停止

23、，立即停止，立即停止，延迟发射延迟发射延迟发射延迟发射延迟发射延迟发射 10 10 10 10 108 8 8 s s svvv根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：根据余辉时间的长短可以把发光材料分为：超短余辉超短余辉超短余辉超短余辉超短余辉超短余辉：1 1 1 s 1 s 1 svvv根据发光的类型，可把发光材料分为：根据发光的类型，可把发光材料分为：根据发光的类型，可把发光材料分为：根据发光的类型，可把发光材料分为：根据发光的类型，可把发

24、光材料分为：根据发光的类型，可把发光材料分为：光致光致光致光致光致光致发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料 阴极射线阴极射线阴极射线阴极射线阴极射线阴极射线发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料 场致场致场致场致场致场致发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料 发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管 X X X射线射线射线射线射线射线发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料 等离子体发光等离子体发光等离子体发光等离子体发光等离子体发光等离子体发光发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料发光材料分类分类分类分类分类分类vvv光致发光是指

25、通过光致发光是指通过光致发光是指通过光致发光是指通过光致发光是指通过光致发光是指通过较高能量的光辐射较高能量的光辐射较高能量的光辐射较高能量的光辐射较高能量的光辐射较高能量的光辐射（如紫外光）（如紫外光）（如紫外光）（如紫外光）（如紫外光）（如紫外光）将材料中的电子激发到高能态从而导致发光将材料中的电子激发到高能态从而导致发光将材料中的电子激发到高能态从而导致发光将材料中的电子激发到高能态从而导致发光将材料中的电子激发到高能态从而导致发光将材料中的电子激发到高能态从而导致发光2.2.2.光致发光材料光致发光材料光致发光材料光致发光材料光致发光材料光致发光材料如可用于如可用于如可用于如可用于如可

26、用于如可用于荧光灯荧光灯荧光灯荧光灯荧光灯荧光灯的的的的的的荧光粉荧光粉荧光粉荧光粉荧光粉荧光粉，荧光粉涂在充满汞，荧光粉涂在充满汞，荧光粉涂在充满汞，荧光粉涂在充满汞，荧光粉涂在充满汞，荧光粉涂在充满汞的玻璃管内侧。的玻璃管内侧。的玻璃管内侧。的玻璃管内侧。的玻璃管内侧。的玻璃管内侧。vvv早期的荧光粉是早期的荧光粉是早期的荧光粉是早期的荧光粉是早期的荧光粉是早期的荧光粉是MgWOMgWOMgWO4 4 4与与与与与与(Zn,Be)(Zn,Be)(Zn,Be)2 2 2SiOSiOSiO4 4 4:Mn:Mn:Mn2+2+2+vvv194919491949年，出现了锰、锑激活的年，出现了锰、

27、锑激活的年，出现了锰、锑激活的年，出现了锰、锑激活的年，出现了锰、锑激活的年，出现了锰、锑激活的卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉卤磷酸钙荧光粉3Ca3Ca3Ca3 3 3(PO(PO(PO4 4 4)2 2 2Ca(F,Cl)Ca(F,Cl)Ca(F,Cl)2 2 2:Mn,SbMn,SbMn,Sb（卤粉卤粉卤粉卤粉卤粉卤粉）量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜量子效率较高、稳定性好、原料易得、价格便宜量子效率较高、稳定性好、

28、原料易得、价格便宜 而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日而且可以通过调整配方比例获得冷白、暖白和日光色的输出光色的输出光色的输出光色的输出光色的输出光色的输出这些突出的优点使它一直沿用至今。这些突出的优点使它一直沿用至今。这些突出的优点使它一直沿用至今。这些突出的优点使它一直沿用至今。这些突出的优点使它一直沿用至今。这些突出的优点使它一直沿用至今。电子轰击电子轰击电子轰击电子轰击电子轰击电子轰击HgHgHg使其使其使其使其

29、使其使其激发激发激发激发激发激发 受激受激受激受激受激受激HgHgHg放出放出放出放出放出放出紫外线紫外线紫外线紫外线紫外线紫外线 紫外线使荧光粉中的紫外线使荧光粉中的紫外线使荧光粉中的紫外线使荧光粉中的紫外线使荧光粉中的紫外线使荧光粉中的SbSbSb3+3+3+、MnMnMn2+2+2+激发激发激发激发激发激发 处于激发态的处于激发态的处于激发态的处于激发态的处于激发态的处于激发态的SbSbSb3+3+3+和和和和和和MnMnMn2+2+2+返回基态时发出光返回基态时发出光返回基态时发出光返回基态时发出光返回基态时发出光返回基态时发出光荧光灯发光原理荧光灯发光原理荧光灯发光原理荧光灯发光原理

30、荧光灯发光原理荧光灯发光原理二者的二者的二者的二者的二者的二者的光谱范围都较宽光谱范围都较宽光谱范围都较宽光谱范围都较宽光谱范围都较宽光谱范围都较宽，几乎遍及整个可见光，几乎遍及整个可见光，几乎遍及整个可见光，几乎遍及整个可见光，几乎遍及整个可见光，几乎遍及整个可见光谱范围（一种谱范围（一种谱范围（一种谱范围（一种谱范围（一种谱范围（一种白色光白色光白色光白色光白色光白色光）。）。）。）。）。）。vvv发红光的荧光粉发红光的荧光粉发红光的荧光粉发红光的荧光粉发红光的荧光粉发红光的荧光粉YYY2 2 2OO O3 3 3:Eu:Eu:Eu3+3+3+vvv发绿光的荧光粉发绿光的荧光粉发绿光的荧光

31、粉发绿光的荧光粉发绿光的荧光粉发绿光的荧光粉 MgAlMgAlMgAl111111OO O191919:Ce:Ce:Ce3+3+3+,Tb,Tb,Tb3+3+3+vvv发蓝光的荧光粉发蓝光的荧光粉发蓝光的荧光粉发蓝光的荧光粉发蓝光的荧光粉发蓝光的荧光粉BaMgBaMgBaMg2 2 2AlAlAl161616OO O272727:Eu:Eu:Eu2+2+2+发彩色光荧光粉发彩色光荧光粉发彩色光荧光粉发彩色光荧光粉发彩色光荧光粉发彩色光荧光粉vvv长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料是一种通过环境光激发出可见光，是一种通过环境光激发出可见光，是一种

32、通过环境光激发出可见光，是一种通过环境光激发出可见光，是一种通过环境光激发出可见光，是一种通过环境光激发出可见光，而且在激发停止后仍可继续发光的物质而且在激发停止后仍可继续发光的物质而且在激发停止后仍可继续发光的物质而且在激发停止后仍可继续发光的物质而且在激发停止后仍可继续发光的物质而且在激发停止后仍可继续发光的物质长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料长余辉发光材料vvv常用的传统长余辉材料主要是常用的传统长余辉材料主要是常用的传统长余辉材料主要是常用的传统长余辉材料主要是常用的传统长余辉材料主要是常用的传统长余辉材料主要是硫化锌和硫化钙荧硫化锌和硫化钙荧硫化

33、锌和硫化钙荧硫化锌和硫化钙荧硫化锌和硫化钙荧硫化锌和硫化钙荧光体光体光体光体光体光体简称简称简称简称简称简称长余辉材料长余辉材料长余辉材料长余辉材料长余辉材料长余辉材料，又称，又称，又称，又称，又称，又称夜光材料夜光材料夜光材料夜光材料夜光材料夜光材料。长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光长余辉材料不消耗电能，但能把吸收的环境光储存起来，在较暗环境中呈现出明亮可辨的可储存起来，在较暗环境中呈现出明亮可辨的可储存起来，在较暗环境中呈现

34、出明亮可辨的可储存起来，在较暗环境中呈现出明亮可辨的可储存起来，在较暗环境中呈现出明亮可辨的可储存起来，在较暗环境中呈现出明亮可辨的可见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰见光，具有照明功能，可起到指示照明和装饰照明的作用，是一种照明的作用，是一种照明的作用，是一种照明的作用，是一种照明的作用，是一种照明的作用，是一种“绿色绿色绿色绿色绿色绿色”光源材料光源材料光源材料光源材料光源材料光源材料。vvv阴极射线发光是在真空中从阴极射线发

35、光是在真空中从阴极射线发光是在真空中从阴极射线发光是在真空中从阴极射线发光是在真空中从阴极射线发光是在真空中从阴极出来的电子阴极出来的电子阴极出来的电子阴极出来的电子阴极出来的电子阴极出来的电子经加经加经加经加经加经加速后轰击荧屏所发出的光速后轰击荧屏所发出的光速后轰击荧屏所发出的光速后轰击荧屏所发出的光速后轰击荧屏所发出的光速后轰击荧屏所发出的光3.3.3.阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料发光区域只局限于电子所轰击的区域附近。发光区域只局限于电子所轰击的区域附近。发光区域只局限于电子所轰击的区域附近。发光区域只局限于电子所轰击的

36、区域附近。发光区域只局限于电子所轰击的区域附近。发光区域只局限于电子所轰击的区域附近。使用阴极射线发光材料时应考虑它的使用阴极射线发光材料时应考虑它的使用阴极射线发光材料时应考虑它的使用阴极射线发光材料时应考虑它的使用阴极射线发光材料时应考虑它的使用阴极射线发光材料时应考虑它的亮度亮度亮度亮度亮度亮度及影响及影响及影响及影响及影响及影响亮度的几个因素亮度的几个因素亮度的几个因素亮度的几个因素亮度的几个因素亮度的几个因素 还必须考虑另外两个重要特性：还必须考虑另外两个重要特性：还必须考虑另外两个重要特性：还必须考虑另外两个重要特性：还必须考虑另外两个重要特性：还必须考虑另外两个重要特性：发光颜色

37、发光颜色发光颜色发光颜色发光颜色发光颜色及及及及及及衰减衰减衰减衰减衰减衰减如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一如对于必须保证特定颜色的彩色电子束管，一般要牺牲一定的亮度。般要牺牲一定的亮度。般要牺牲一定的亮度。般要牺牲一定的亮度。般要牺牲一定的亮度。般要牺牲一定的亮度。飞点扫描管飞点扫描管飞点扫描管飞点扫描管飞点扫描管飞点扫描管要求发光的上升及衰减都很快，约要求发光的上升及衰减都很快，约要求发光的上升及衰减都很快，约要求发光的上升

38、及衰减都很快，约要求发光的上升及衰减都很快，约要求发光的上升及衰减都很快，约101010777s s s，从发光中心看，从发光中心看，从发光中心看，从发光中心看，从发光中心看，从发光中心看，CeCeCe2+2+2+可满足这个要求。可满足这个要求。可满足这个要求。可满足这个要求。可满足这个要求。可满足这个要求。YYY2 2 2SiOSiOSiO3 3 3:Ce:Ce:Ce、Y Y Y3 3 3A1A1A15 5 5OO O121212:Ce:Ce:Ce及它们的混合物的余及它们的混合物的余及它们的混合物的余及它们的混合物的余及它们的混合物的余及它们的混合物的余辉约为辉约为辉约为辉约为辉约为辉约为1

39、01010777101010888s s s。雷达显示屏雷达显示屏雷达显示屏雷达显示屏雷达显示屏雷达显示屏要求长余辉，一般采用要求长余辉，一般采用要求长余辉，一般采用要求长余辉，一般采用要求长余辉，一般采用要求长余辉，一般采用双层屏双层屏双层屏双层屏双层屏双层屏。在电子束轰击下，电子束激发第一层材料在电子束轰击下，电子束激发第一层材料在电子束轰击下，电子束激发第一层材料在电子束轰击下，电子束激发第一层材料在电子束轰击下，电子束激发第一层材料在电子束轰击下，电子束激发第一层材料ZnS:AgZnS:AgZnS:Ag，发出发出发出发出发出发出短余辉的蓝光短余辉的蓝光短余辉的蓝光短余辉的蓝光短余辉的蓝

40、光短余辉的蓝光 它再激发第二层材料它再激发第二层材料它再激发第二层材料它再激发第二层材料它再激发第二层材料它再激发第二层材料(Zn,Cd)S:Cu,Al(Zn,Cd)S:Cu,Al(Zn,Cd)S:Cu,Al，发射，发射，发射，发射，发射，发射长余长余长余长余长余长余辉的黄光辉的黄光辉的黄光辉的黄光辉的黄光辉的黄光由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发由于电子的能量在几千电子伏以上，所以除发光以外，还产生光以外，还产生光以外，还产生光

41、以外，还产生光以外，还产生光以外，还产生X X X射线射线射线射线射线射线。XXX射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常射线对人体有害，因而在显示屏的玻璃中常添加一些添加一些添加一些添加一些添加一些添加一些重金属重金属重金属重金属重金属重金属（如（如（如（如（如（如PbPbPb），以吸收在电子轰击），以吸收在电子轰击），以吸收在电子轰击），以吸收在电子轰击），以吸收在电子轰击），以吸收在电子轰击下荧光屏所产生的下荧光屏所产生的下荧光屏所产生的下

42、荧光屏所产生的下荧光屏所产生的下荧光屏所产生的X X X射线。射线。射线。射线。射线。射线。阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料阴极射线发光材料vvv半导体材料在半导体材料在半导体材料在半导体材料在半导体材料在半导体材料在外电场外电场外电场外电场外电场外电场作用下，出现发光的现象称作用下，出现发光的现象称作用下，出现发光的现象称作用下，出现发光的现象称作用下，出现发光的现象称作用下，出现发光的现象称为为为为为为场（电）致发光场（电）致发光场（电）致发光场（电）致发光场（电）致发光场（电）致发光4.4.4.场致发光材料场致发光材料场致发光材料场致发光材

43、料场致发光材料场致发光材料场致发光材料是场致发光材料是场致发光材料是场致发光材料是场致发光材料是场致发光材料是禁带宽度比较大的半导体禁带宽度比较大的半导体禁带宽度比较大的半导体禁带宽度比较大的半导体禁带宽度比较大的半导体禁带宽度比较大的半导体。vvv在这些半导体内场致发光的微观过程主要是在这些半导体内场致发光的微观过程主要是在这些半导体内场致发光的微观过程主要是在这些半导体内场致发光的微观过程主要是在这些半导体内场致发光的微观过程主要是在这些半导体内场致发光的微观过程主要是碰撞碰撞碰撞碰撞碰撞碰撞激发或离化杂质中心激发或离化杂质中心激发或离化杂质中心激发或离化杂质中心激发或离化杂质中心激发或离

44、化杂质中心 它在与金属电极相接的界面上形成一个它在与金属电极相接的界面上形成一个它在与金属电极相接的界面上形成一个它在与金属电极相接的界面上形成一个它在与金属电极相接的界面上形成一个它在与金属电极相接的界面上形成一个势垒势垒势垒势垒势垒势垒电子从金属电极一侧电子从金属电极一侧电子从金属电极一侧电子从金属电极一侧电子从金属电极一侧电子从金属电极一侧隧穿隧穿隧穿隧穿隧穿隧穿到半导体的几率明显到半导体的几率明显到半导体的几率明显到半导体的几率明显到半导体的几率明显到半导体的几率明显增大，当电压提高时，几率进一步增大。增大，当电压提高时，几率进一步增大。增大，当电压提高时，几率进一步增大。增大，当电压

45、提高时，几率进一步增大。增大，当电压提高时，几率进一步增大。增大，当电压提高时，几率进一步增大。电子进入半导体后随即被半导体内的电场电子进入半导体后随即被半导体内的电场电子进入半导体后随即被半导体内的电场电子进入半导体后随即被半导体内的电场电子进入半导体后随即被半导体内的电场电子进入半导体后随即被半导体内的电场加速加速加速加速加速加速，动能增加动能增加动能增加动能增加动能增加动能增加沿电场方向的整个自由程内，能量愈积愈高。沿电场方向的整个自由程内，能量愈积愈高。沿电场方向的整个自由程内，能量愈积愈高。沿电场方向的整个自由程内，能量愈积愈高。沿电场方向的整个自由程内，能量愈积愈高。沿电场方向的整

46、个自由程内，能量愈积愈高。当它与发光中心或基质的某个原子发生当它与发光中心或基质的某个原子发生当它与发光中心或基质的某个原子发生当它与发光中心或基质的某个原子发生当它与发光中心或基质的某个原子发生当它与发光中心或基质的某个原子发生碰撞碰撞碰撞碰撞碰撞碰撞，它，它，它，它，它，它就会将一部分能量交给中心或基质的电子就会将一部分能量交给中心或基质的电子就会将一部分能量交给中心或基质的电子就会将一部分能量交给中心或基质的电子就会将一部分能量交给中心或基质的电子就会将一部分能量交给中心或基质的电子 前者，由于电子没有离开中心，当它从激发态跃前者，由于电子没有离开中心，当它从激发态跃前者，由于电子没有离

47、开中心，当它从激发态跃前者，由于电子没有离开中心，当它从激发态跃前者，由于电子没有离开中心，当它从激发态跃前者，由于电子没有离开中心，当它从激发态跃迁到基态时，就发射出光来迁到基态时，就发射出光来迁到基态时，就发射出光来迁到基态时，就发射出光来迁到基态时，就发射出光来迁到基态时，就发射出光来 后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个后者，由于电子离开了中心，进入导带而为整个晶格所有，电子与晶格所有，电子与晶格所有，电子与晶格所

48、有，电子与晶格所有，电子与晶格所有，电子与离化中心离化中心离化中心离化中心离化中心离化中心复合时，就发出光束复合时，就发出光束复合时，就发出光束复合时，就发出光束复合时，就发出光束复合时，就发出光束场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都可发光。可发光。可发光。可发光。可发光。可发光。使它们被使它们被使它们被使它们被使它们被使它们被激发激发激发激发激发激发或被或被或被或被或被或被离化离化离化离化离

49、化离化。vvv直流场致发光材料直流场致发光材料直流场致发光材料直流场致发光材料直流场致发光材料直流场致发光材料本身就是一个可传导电流的半本身就是一个可传导电流的半本身就是一个可传导电流的半本身就是一个可传导电流的半本身就是一个可传导电流的半本身就是一个可传导电流的半导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：导体，最常用的直流场致发光粉末材料有：ZnS:Mn,CuZnS:Mn,CuZnS:Mn,Cu，亮度约，亮度约，亮度约，亮度约，亮度约，亮度约35

50、0 Cd/m350 Cd/m350 Cd/m2 2 2，发光效率为，发光效率为，发光效率为，发光效率为，发光效率为，发光效率为0.5 0.5 0.5 lm/Wlm/Wlm/W，发黄光，发黄光，发黄光，发黄光，发黄光，发黄光 ZnS:AgZnS:AgZnS:Ag可以发出蓝光可以发出蓝光可以发出蓝光可以发出蓝光可以发出蓝光可以发出蓝光 (ZnCd)S:Ag(ZnCd)S:Ag(ZnCd)S:Ag可以发出绿光可以发出绿光可以发出绿光可以发出绿光可以发出绿光可以发出绿光 改变配比改变配比改变配比改变配比改变配比改变配比(ZnCd)S:Ag(ZnCd)S:Ag(ZnCd)S:Ag可以发出红光可以发出红光